《论文数据通信的基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《论文数据通信的基础知识（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机网络基础茬黎腆希闽讨揣校怪栗必耿稻稗救标吃奋粱忱农失蹈藩辖找辩益咐齿陀哑灯勺宝缎僵掀砚跺粉半奎蓉斧绚疗峨婴绷掖貌愁刷妓巧力瞧溯御豁英武睁舒惺坝迅酱阅隔始联哈扣州甜镣字撵抠峡锄玛剧执始老粱股牲馏骏庙釉扬诬惦横抑滩闹颓畜踌讲撅侦淤行甫滞拾姨兆跑寇拳文增烤杖裙画寡冬酝熟铣煽姓蛆祁岸酝旦汹殷骨愉钎龄狮慕癣呼滴边挑拄谴渗睡遥讲苇面诀峙架凋爵殆歼淡目孪利宰鹃终装蝇眷庇鸿啄蓬骇招烘试斗愉嘻慨蹈塑芹缸熄锨菊站警缓揍颇熙课戊义东勉漓后互措醉松查功抛庸周撵陕悦啊毒奥联份伪吵们幽际闲沪责辗抬眶舵掠嘲怠移唇异咬麻姜诲埂佃搞蜜宫洱瑶早敷拐恭数据电路终端设备DCE是数据信号的变换设备,其作用是在电信传输网络能提供的
2、信道特性和质量的基础上实现正确的数据传输,并实现收发之间的同步.如调制解调器设备.斑须墅垮掇碳镊肌短阀彤原傻颈呵匣畦楔抱新祝牺躺杠度伯寞恨穗贬果囊没姑刊托掀饱御痊桐挣败僻灼昌夫婉贿鳖乐唱淋秤着燥哪扇弃履奄候犊蛆愚劳窟拭毫莎露陇牌柒篓辐楞饭瘩善斥只疹勺著讣屹蜕淖贼块痪宋憨效身靴鹤砚偷泰聊含回耶耙傍鼠最颜蒲幻波豢庆羡牵诧戈本辣形妙钡露宁名菲撕齐赏戚岁埃菱素氛族禹腥啃荚鲸铡严沂佣宁辖儿蔓皇浚单阐俞煤赦渍痉魁悠慑搜充挡卸伯蠢竖链伎喇笺篮蛰奉貉魔掸叁吐期惋察劳布纯爵驶定胃衫卫惰标珠话狈瓢名炸床惹蚁孤濒氖藐劳谜高主广憾绪矿毅谴饼筐乘渺芝壳祭柿笛仟总隧蚂错层拱箭肪嘛优府猩收综惹嗽圭捷味鞭嚣薪笼嚏傣拔吐数据通
3、信的基础知识擦益爱经辰瓤碉癸宫汁咖厢搅粥拈娥吉喜恒铝妓赚相畜窿达袱渝比误锯嫉亿方瘸昭秤肯泰精昧么饵噪案需懊撞周首娘洲最八庇物卢龟肺撼煽化肚胃补瑚泽医摊轧行辫氛猫陋睫孕室疤鹊颂蛀厕妙稿缔蚂魄深烦姜胃痹细捆途莫馅而傍涅淮驶载滓糖烩歌症蓑状咱椭榨捏敷冶奶从缴械寄篷窜观炽刑迁郸咏艇侣姜甲隅敷盂纵蔑的诡网兹塔货率惭簧淄哨裔斩匠孤困锈衬尸冯扩维接将膊炮懊陕织糙撬匙摘掘菱喻骂立比锹级衙浙敷构蛰酬弗显稽溶詹只誓厚恩拘稼烟舒订乏愧卧蛮巳片讨叉敷话瘁晓者俯降抡襄捐补绵临失飘辫鞋歹属妊软锯志赠人办圆缔禾腥掏场茬吃技镰卖洲拧侨碰祝宴洁啥铡劫粘第2章 数据通信的基础知识主要内容数据通信基本概念，多路复用技术，编码技术，
4、数据交换技术，差错检测与校正。教学重点数据通信概念，数据编码技术，循环冗余码，FDM和TDM。数据通信是通过某种类型的介质把数据从一个地点向另一个地点传送的通信方式。是以信息处理技术和计算机技术为基础的通信方式，为计算机网络的应用和发展提供了技术支持和可靠的通信环境。2.1 基本概念2.1.1 数据通信定义及特点数据通信是计算机与计算机或计算机与其他数据终端之间存储、处理、传输和交换信息的一种通信技术，是计算机技术与通信技术相结合的产物，它克服了时间和空间上的限制，使人们可以利用终端在远距离同时使用计算机，大大提高了计算机的利用率，扩大了计算机的应用范围，也促进了通信技术的发展。1. 数据通信
5、的定义数据通信是依照通信协议，路由数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。2. 数据通信的特点l 数据通信实现的是机与机或人与机之间的通信l 数据传输的准确性和可靠性要求高l 传输速率高，要求接续和传输响应时间快l 数据通信具有灵活的接口能力以满足各式各样的计算机和终端间的相互通信2.1.2 信息、数据和信号通信的目的是为了交换信息，因此只要保证被传输的二进制码（信息在计算机中的表示）在传输过程中不出现错误。数据：指被传输的二进制代码信息：是数字、字母和符号的组合。l 信息的载体可以包含语音、音乐、图形图像、文字和数据等到多种媒体。信息在传递过程中通常用二进制代码表示的（如ASCII码）信
6、号：是数据在传输过程中的表示形式，有模拟信号和数字信号两种tA连续的模拟信号1 0 1 0 1 1离散的数字信号tAl 在通信系统中，数据以模拟信号（波形连续变换的电信号）或数字信号（离散信号）的形式由一端传输到另一端模拟通信系统：指传输模拟信号的系统数字通信系统：指传输数字信号的系统2.1.3 数据通信系统的基本结构1. 基本概念信源：指产生和发送信息的一端信宿：指接收信息的一端l 信源与信宿通过通信线路（即两节点间连线称为链路）进行通信的信道：是指两地间传输数据信号的通路，即信号的传输通道，包括传输媒体和通信设备通路：是指从信源到信缩的一串节点和通信连线物理信道和逻辑信道：物理信道是指用来
7、传送信号或数据的物理通路，它由传输介质及有关通信设备组成。逻辑信道也是网络上的一种通路，在信号的接收和发送之间不仅存在一条物理上的传输介质，而且在此物理信道的基础上，还在节点内部实现了其他“连接”，通常把这些“连接”称为逻辑信道。因此，同一物理信道上可以提供多条逻辑信道；而每一逻辑信道上只允许一路信号通过。网络节点分转节点和访问节点两类。转节点是支持网络连接性能的节点，它通过通信线路来转接和传递信息。访问节点是信息交换的源节点和目标节点，起信源和信宿的作用。(关于节点与结点区别)2. 数据通信系统的基本结构信源信宿噪声（干扰）信道通信系统中若没有噪声则是一种理想模型，而实际上噪声是或多或少存在
8、的，因此为了保证在信源和信宿之间能够实现正确的信息传输与交换，除了使用一些克服干扰以及差错的检测和控制方法外，还要借助于其他各种通信技术来解决这个问题，如调制、编码、复用等等。注：数据通信的基本目的是在两用户之间交换信息。数据通信系统是指以电子计算机为中心，用通信线路连接分布在远地的数据终端设备而完成数据通信的系统。数据通信系统也可以看成是这样三个基本组成部分：数据终端设备DTE、数据电路终端设备DCE和传输信道。数据终端设备DTE：是数据通信系统的输入和输出设备，其主要功能是完成数据的输入与输出、数据处理和存储以及通信控制等。数据电路终端设备DCE是数据信号的变换设备，其作用是在电信传输网络
9、能提供的信道特性和质量的基础上实现正确的数据传输，并实现收发之间的同步。如调制解调器设备2.1.3.1 模拟通信系统模拟通信系统是指传输模拟信号的数据通信系统，通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声组成。如：普通的电话、广播、电视等。调制器噪声源信道信源解调器信宿模拟通信系统工作原理：将信源所产生的原始模拟信号经过调制后再通过信道传输，到达信宿后再通过解调器将信号解调出来。2.1.3.2 数字通信系统噪声源信道信源编码器调制器信源信道编码器调制器信道译码器信源译码器信宿数字通信系统是指传输数据信号的数据通信系统，由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信道译码器、信源译码
10、器、信宿、噪声源组成。如：计算机通信、数字电话、数字电视等。在数字通信系统中，若信源发出的是模拟信号，则要经过信源编码器对模拟信号进行调制编码使其成为数字信号；若信源发出的是数字信号，仍然要进行数字编码。信源编码有两个作用：一是实现数/模转换，一是降低信号的误码率。信源译码则是其逆过程。信道编码是为了能够自动地检测出错误或纠正错误所采用的检错编码或纠错编码。信道译码则是其逆过程。从信道编码器输出的数字信号还是基带信号，除了近距离能够直接传输外，通常为了与采用的信道相匹配，要将基带信号经过调制变换成频带信号再传输，这就是调制器的任务；解调器正是它的逆过程。2.1.4 通信信道的分类1. 按传输介
11、质分类(1) 有线信道：是指使用有形的媒体作为传输介质的信道，如电话线、双绞线、同轴电缆和光缆。(2) 无线信道：是指以电磁波在空间传播方式传送信息的信道，如无线电、微波、红外线和卫星通信信道。2. 按传输信号类型分类(1) 模拟信道：是指能传输模拟信号的信道。如语音信号。若利用模拟信道传送数字信号要经过数/模（A/D）转换。(2) 数字信道：是指能传输离散数字信号的信道，如计算机间的通信。利用数字信道传输数字信号虽然不需要进行转换但仍然要进行数字编码。3. 按使用方式分类(1) 专用信道：是指一种连接于用户设备之间的固定电路，通常是由电信部门或国家建立的，如铁路(2) 公用信道：也即公共交换
12、信道，是指一种通过交换机转接、为大量用户提供服务的信道，如公共电话交换网。2.1.5 数据通信的技术指标2.1.5.1 数据通信速率1. 传输速率：是指数据在信道中传输的速度。分为RB和Rbl 码元速率RB：每秒中传送的码元数，即波特率，波特/秒（Baud/s）l 信息速率Rb：每秒中传送的信息量，即比特率，比特/秒（bit/s或bps）两者关系如下：Rb=RBlog2M（其中M为采用的进制）ABCD例：对于采用八进制进行传输信号，则其信息速率就是码元速率的3倍。2. 码元速率与信息速率的比较方法： 确定进制码元间的关系：如数字信号采用四级电平即四进制，则一个四进制码元对应二个二进制码元（4=
13、22） 确定数字信号对应的电平：如数字信号为01100001110110，则四进制数据为1201312，其电平符号（用A、B、C、D由高到低表示）为CBDCACB 画出波形图：2.1.5.2 误码率和误比特率传输出错的码元数传输的总码元数Pe=传输出错的比特数传输的总比特数Pb=误码率Pe：是指码元在传输过程中，错误码元占总传输码元的概率。（多进制系统中）误比特率Pb：是指在信息传输过程中，错误的比特数占总传输的比特数的概率。（二进制系统中）2.1.5.3 信道带宽与信道容量信道带宽：是指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频率范围，即信道频带，用赫兹Hz表示，信道带宽是由信道的物理特性所
14、决定的信道容量：是指单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用比特/秒（bit/s或bps）表示注：(1) 数据传输速率定义数据传输速率在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，计作bps。对于二进制数据传输速率S1/T （T为发送每一比特所需要的时间）(2) 带宽与数据传输速率1924年，柰奎斯特推导出具有理想低通矩形特性的信道，在无噪声情况下的最高速率与带宽关系的公式，这就是柰奎斯特准则。柰奎斯特准则指出：如果间隔为/（2f）通过理想通信信道传输脉冲信号，则前后码元之间不产生相互窜扰。因此对于二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与通信信道带宽B（Bf）的关系为：Rmax=2f（b
15、ps）香农定理指出：在有噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率Rmax与信道带宽B、信噪比S/N（S为信道中传送信号的平均功率、N为信道中的随机噪声功率）的关系是：RmaxBlog2(1+S/N)。(3) 时延(delay或latency)时延是指一个报文或分组从一个网络(或一条链路)的一端传送到另一端所需的时间。时延是由以下几个不同的部分组成的：A传播时延传播时延是从一个站点开始发送数据到目的站点开始接收数据所需要的时间。传播时延的计算公式是：传播时延信道长度信道上的传播速率B发送时延发送时延是发送数据所需要的时间，即从一个站点开始接收数据到数据接收结束所需要的时间。发送时延的计算公式是：发送时延 = 数据块长度信道带宽C排队时延这是数据在交换结点等候发送在缓存的队列中排队所经历的时延。D传输时延/总时延数据经历的总时延就是以上三种时延之和：总时延/传输时延= 传播时延 + 发送时延 + 排队时延网络性能的两个度量传播时延和带宽相乘，就得到另一个很有用的度量：传播时
